[发明专利]一种IGBT器件用双层导电膜电连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种IGBT器件用既无绑定线又无覆铜陶瓷基板（DBC）的双层导电膜电连接结构。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR（电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

对于普通的焊接式IGBT来说，芯片的电气连接是靠铝线的绑定（Bonding）技术来完成的，通过铝线键合机将IGBT芯片、二极管芯片与DBC上的铜层用铝线连接起来，并且IGBT芯片和二极管芯片均焊接在DBC上，再将DBC焊接在底板上。

焊接式IGBT一般采用铝线键合的技术，而铝线的直径直接影响到电流的大小，如果IGBT的电流等级较高，那么就需要在一个芯片上键合十多个铝线来保证电流的流通，因此要在设计DBC时预留出足够的铜层面积来满足键合线的分布要求。

焊接式IGBT随着工作时间的增长、温度不断升高，有可能会使键合的铝线失效，也就是键合线翘起或断裂。

针对上述问题，发明人在申请号为201310330191.3，名称为“一种用于IGBT器件的电连接结构”的发明专利申请中，提出在IGBT芯片的发射极、二极管芯片和外部电路以及各个IGBT栅极之间通过导电膜实现电连接。由于导电膜的接触属于面接触，保证了大电流的流通，减少了IGBT模块长时间工作而引起的绑定线失效的风险，使得产品具有良好的可靠性和稳定性。

但焊接式IGBT的芯片和DBC的焊接以及DBC和底板的焊接所采用的都是真空焊接工艺，要保证焊接的空洞及平面度不能过大，工艺的实施非常繁琐，且DBC热阻较大，不利于IGBT器件的散热。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种IGBT器件用双层导电膜电连接结构，这种电连接结构不但能够免去铝线的绑定，而且进一步的免去了DBC的焊接，避免了DBC和IGBT芯片以及DBC与底板之间繁琐的焊接工艺，也提升了IGBT器件的散热效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的IGBT器件用双层导电膜电连接结构，包括底板、设于所述底板上的第一导电薄膜、设于所述第一导电薄膜上的多个IGBT芯片和二极管芯片，所述IGBT芯片的发射极、二极管芯片和外部电路之间，各个IGBT芯片的栅极之间以及各个IGBT芯片的栅极与外部电路之间通过第二导电薄膜实现电性连接。

优选的，所述第一导电薄膜采用柔性电路板结构、透明导电膜结构、埋入型导电膜结构或薄型金属片中的一种。

优选的，所述第一导电薄膜包括绝缘薄膜层和导电金属层。

进一步的，所述导电金属层设置于绝缘薄膜层的表面或者嵌入所述绝缘薄膜层中。

优选的，所述第一导电薄膜通过银浆与IGBT芯片的集电极以及二极管芯片进行电性连接。

优选的，所述第一导电薄膜通过导热绝缘材料与底板粘贴。

优选的，所述第二导电薄膜采用柔性电路板结构、透明导电膜结构、埋入型导电膜结构或薄型金属片中的一种。

优选的，所述第二导电薄膜包括绝缘薄膜层和导电金属层。

进一步的，所述导电金属层设置于绝缘薄膜层的表面或者嵌入所述绝缘薄膜层中。

优选的，所述第二导电薄膜通过银浆与IGBT芯片的发射极、栅极以及二极管芯片进行电性连接。

相比于申请人提出的IGBT用单层导电膜电连接结构，本发明通过下层导电薄膜取代传统的DBC，由于导电薄膜比DBC要薄很多，减少了IGBT芯片到底板传导的距离，再采用导热绝缘材料将导电薄膜与底板贴在一起，进一步提高了IGBT器件的散热能力，同时也省却了繁琐的焊接工艺，保证产品具有良好的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。